采矿工程自考本科毕业论文-皖北煤电集团五沟矿初步设计(可编辑).doc

辽宁工程技术大学采矿工程自考本科毕业论文 题目皖北煤电集团五沟矿初步设计_准考证号 姓名 指导老师 摘要 五沟煤矿位于淮北市濉溪县境内北距淮北市约50km东北距宿州市约35km其南为界沟煤矿西北分别是淮北矿业集团的袁店煤矿和童亭煤矿地理坐标为东经11636071163958北纬333005333336井田范围北以五沟断层为界南西东三面均以石炭系太原组一灰露头线为界南北走向长约45km东西宽1555km面积约175km2经过多次地质勘探和补勘查明矿区内储量丰富煤层较稳定适合建立现代化大型矿井本矿西翼有瓦斯突出危险属于煤与瓦斯突出矿井经仔细阅读矿建井设计的有关资料和数据并经经济技术比较最终确定矿井设计年生产能力为90Mt服务年限为357年采用立井开拓工业场地内设主副风井南西两翼分别设两个采区第一水平定于-430m采用中央并列式通风井下煤炭运输采用胶带运输方式采煤方法为走向长壁采煤法采煤工作面工艺根据不同煤层的实际情况分别采用综合机械化开采和放炮开采在本说明书中对井田的地质条件井筒位置主要设备井底车场采煤方法采煤工艺都有详尽的说明并赋有必要的插图全部设计均严格参照煤炭工业设计规范以及煤矿安全规程中所规定的条款关键词煤层五沟煤矿开拓通风ABSTRACT The Wugou coal mine located at Anhui province Suixi 50km north from Huaibei county northwest probably 35km from Suzhou Its south for the Jiegou coal mine westnorth respectively is Yuandian coal mine and Tongting coal mine from Huaibei Mining Group Co Geographical coordinates is the east longitude from 11636 07 to 11639 58 north latitude from 3330 05 to 3333 36 Area coverage North has the Wugou fault SouthWestEast to Outcrop of Carboniferous Taiyuan Formation of a gray line The longth from south to north approximately 45km the width from east to west vary from 15 to 55km area approximately 175km2And makes up after the multiple geological prospecting compares verifies the area storing quantity to be rich the coal bed is stable suits the establishment modernization large-scale mine pit The west of the ore has coal and gas outburst belongs to the coal and gas outburst mine After the careful reading ore shaft building designs pertinent data and the data and after the economical technical comparison determined finally that mine pit design year productivity is 90Mt the service life is 357 years Uses the vertical shaft development in the industry location supposes primary and secondary and air shaft south west two wings suppose two working areas separately The first level is decided - 430m Uses the Central parallel to ventilate the mine shaft coal transportation uses the adhesive tape transport mode The coal-mining method to move toward long well mining coal law mining coal the working surface craft basis different coal beds actual situation uses the synthesis mechanization to mine and to fire a gun separately mining In this instruction booklet to the well fields geological condition the well chamber position the major installation the mine shaft station the coal-mining method the mining coal craft has the exhaustive explanation and has the essential illustration The complete design strictly refers to the provision which Coal industry Design Standard as well as Coal mine safety Regulations stipulated KEYWARDSoal seam Wugou mine exploitation ventilation目录摘要1ABSTRACT21 矿区概况及地质特征111 井田概况1com 位置与交通1com 地形与河流1com 气候与气象1com 地震烈度1com 矿区内工矿企业及农业生产概况1com 矿区水源电源及通讯情况212 井田地质3com 地层3com 井田地质构造概述3com 主要水文地质条件513 煤层特征8com 煤系8com 煤层9com 煤质9com 可采煤层顶底板岩石力学特征10com 冲击地压10com 瓦斯10com 煤的自燃与煤尘爆炸10com 地温102 井田境界和储量1721 井田境界17com 井田范围17com 井田开采界限1722 矿井储量计算方法17com 储量计算参数及方法17com 矿井工业储量计算1823 矿井可采储量18com 各类保护煤柱留设原则18com 留设安全煤柱量计算19com 井田可采储量213 矿井工作制度设计生产能力及服务年限2231 矿井工作制度2232 矿井设计生产能力及服务年限22com 矿井生产能力确定的原则22com 确定生产能力考虑的主要因素22com 矿井服务年限2333 井型校核244 矿井开拓2541 矿井开拓方案设计25com 井田开拓方式25com 井筒工业广场设计25com 矿井开采水平的划分28com 采区划分30com产能力及开采顺序32com 煤层群分组及开拓巷道33com 矿井开拓系统方案3342 矿井基本巷道38com 井筒38com 井底车场43com 主要开拓巷道5343 矿井提升575 采区巷道布置及回采工艺6051煤层的地质特征60com本情况60com底板60com斯自燃特征60com地质构造60com6052采区巷道布置及生产系统60com本参数60com道布置61com采顺序工作面个数及接替顺序62com产能力62com道设计63com护煤柱及采出率6453 采煤方法回采工艺及生产系统66com法66com煤工艺66com 采区生产系统66com煤工艺71com 安全技术措施74com避灾路线77com的工作制度及劳动组织786矿井通风及安全7961矿井通风系统的选择7962全矿井风量计算79com量计算原则79com地点风量计算方法79com 矿井需风量计算83com 矿井风量分配83com 矿井通风阻力计算84com 容易时期和困难时期的通风立体示意图和通风网络图87com积孔8963通风机选型89com 对矿井主要通风设备要求92com 对反风风硐的基本要求92com 矿井安全及工业卫生927 设计矿井的基本经济指标100结论102参考文献103致谢1041 矿区概况及地质特征11 井田概况com 位置与交通五沟井田位于淮北市濉溪县境内北距淮北市约50km东北距宿州市约35km地理坐标为东经11636071163958北纬333005333336井田范围北以五沟断层为界南西东三面均以石炭系太原组一灰露头线为界南北走向长约45km东西宽1555km面积约175km2井田内有淮六公路以及宿州至阜阳公路通过经此可通往宿州市淮北市和蒙城县等地东北有淮北矿区铁路青疃芦岭专用线该线上的李槽坊站距井田约7km交通运输十分方便见图1-1com 地形与河流 本井田位于淮北平原中部地势平坦自然地面标高26372767m一般2700m左右浍河流经井田北部属淮河水系为中型季节性河流此外井田内尚有纵横交错的人工沟渠com 气候与气象 本井田所在地属季风暖温带半湿润气候四季分明冬冷夏热该地段春秋多东北风夏季多东至东南风冬季多北至西北风平均风速为22ms最大风速18ms最低气温为-109最高气温为403年平均气温为141年平均降雨834mm雨量多集中在78月份全年蒸发量1400mm全年无霜期为208220天冻结期一般在每年12月上旬至次年2月中旬com 地震烈度 根据建筑抗震设计规范GB50011-2001中附录A的有关规定本井田所在地的抗震设防烈度为6度设计基本加速度值为005gcom 矿区内工矿企业及农业生产概况 本井田位于淮北矿区临涣区中部其行政区归属濉溪县管辖 该区勘探程度较高有生产矿井9对分别为临涣海孜童亭许疃任楼孙疃杨柳界沟和青东生产矿井可以为本矿井的建设和生产提供有益的经验规划矿井有袁店一井袁店二井和单集等3对且已筹备进行勘探工作其中袁店矿设计生产能力为300Mta为淮北矿区最大的矿井目前矿区内无小窑开采 本区为农业耕作区耕作习性为麦豆二熟制现今农业生产机械化程度较低种植业生产单调粮食作物比重大经济作物比重小农业经济结构单一以种植业为主农林牧副渔五业不协调图1-1 五沟煤矿交通位置示意图com 矿区水源电源及通讯情况 井田内地下水资源丰富本勘探区新生界第一二含水层组水质良好是最好的供水水源矿井水源可靠 五沟矿井位于宿州市西南部该矿井东南处有南坪22011035kV变电站该站现有两台120MVA变压器以一回220kV送电线路向南经芦集220kV区变与淮南电厂相联向北与淮北电厂相联以一回110kV线路北经六里110kV变电站与宿县电厂相联矿井东北处有电力系统新建的220kV杨柳变电所该站设计规模为2120MVA主变目前站内安装一台SFPSZ9-120MVA220kV、22011035kV主变另安装一台110kV315MVA临时主变其一回220kV线路与淮北电厂相联另一回220kV线路与蒙城220kV区域变电所相联两变电所均有35kv接线间隔可为本矿井提供电源故本矿井电源充沛可靠 皖北煤电集团公司通信中心至下属各矿通信站SDH光纤通信网络均已建成本矿井光纤链路可从距离较近的任楼矿井接入12 井田地质com 地层 本井田为全隐蔽含煤区钻探所及地层由老到新依次有奥陶系石炭系二叠系第三系和第四系1奥陶系中下统揭露厚度为5137m岩性为灰褐色灰棕色层状石灰岩致密性脆裂隙发育质不均具豹皮状构造2石炭系1中统本溪组最大揭露厚度为2383m岩性为灰白色紫红色铝质泥岩富含铝致密性脆2上统太原组最大揭露厚度为13240m含1012层灰岩岩性以浅灰色石灰岩为主其次为深灰色泥岩粉砂岩少量细砂岩3二叠系1下统山西组地层厚度85160m平均10521m岩性由砂岩砂泥岩互层粉砂岩泥岩和煤组成含1011两个煤组2下统下石盒子组地层厚度约为235290m平均25010m主要由砂岩粉砂岩泥岩铝质泥岩和煤层组成2上统上石盒子组厚约6336m主要由砂岩泥岩和煤层组成4上第三系1中新统分为上部下部和底部三部分上部岩以灰绿色棕黄色棕红色粘土砂质粘土为主下部以灰白色泥灰岩钙质粘土及灰绿色棕黄色棕红色半固结状粘土砂质粘土为主上部和下部的总厚度为57909060m平均7840m底部以砾石砂砾粘土砾石粘土质砂为主厚度为12555670m平均3450m2上新统厚度653011150m平均8630m分为顶部上部和下部三部分顶部以灰绿色浅棕红色土黄色砂质粘土为主夹12层薄煤层上部以土黄色浅肉红色灰白色细砂中砂为主下部以土黄色浅肉红色灰白色细砂中砂及少量粗砂粘土质砂为主4第四系厚度为51709160m平均7420m以土黄色灰黄色砂质粘土粘土质砂及粉细砂为主com 井田地质构造概述 本井田位于淮北煤田童亭背斜的西翼中段总体构造形态为一轴向由中北部的南北向渐变为南部的北西向的向斜其间发育有次一级的向背斜向斜两翼地层西侧稍陡东侧稍缓地层倾角一般在1015仅局部F9F10断层之间达到40受北东向断层影响井田被切割成多个宽窄不等的条块全井田共组合断层19条小于10m的断层多数未组合均为正断层按最大落差来分大于等于100m的断层有7条小于100m而大于等于50m的1条小于50m而大于等于30m的断层3条小于30m的8条断层的展布方向以北东向为主仅北界五沟断层为近东西向断层主要特征见表1-1本井田未见岩浆岩和陷落柱本井田构造复杂程度属中等偏复杂类表1-1 五沟井田主要断层特征名称性质走向倾向倾角落差m区内长度km查明程度备注五沟断层正EWS70 40050查 明井田边界F1正NENW700-1005查 明F2正NESE700-6020查 明F2-1正NESE700-1505查 明F3正NENW7020-10040查 明F4正NESE700-4013查 明F5正NESE700-1005查 明F6正NENW700-4520查 明F6-1正NENW700-1511查 明F7正NESE700-20115查 明F8正NENW700-2040查 明F9正EWNENENNWNW70 10052查 明井田边界F10正NENW700-2025查 明F11正NESE700-1512查 明F12正NENW7030-15032查 明F13正NENW7040-12050查 明F14正NENW7010-28055查 明F14-1正NENW700-3007查 明F16正EWS7080-10025查 明com 主要水文地质条件 1地表水井田内无大的地表水体仅在井田外北部有浍河自西北向西南流过但仅属季节性河流对矿井开采没有影响2新生界松散层含隔水层组本井田基岩被厚度为2623628705m的北东薄南西厚的新生界松散层所覆盖按照沉积物的组合特征和含隔水性能的不同可将新生界松散层自上而下依次分为一含一隔二含二隔三含三隔和四含计4个含水层组和3个隔水层组其中三隔主要由粘土和砂质粘土组成夹砂层或粘土质砂该隔水层粘土层可塑性好膨胀性强分布稳定厚度大平均约6150m隔水性能良好是井田内重要的隔水层组可使其上覆地表水及一二三含水与下伏四含水和基岩含水层水失去水力联系四含主要由砾石砂砾粘土砾石砂层及粘土质砂等组成间夹04层的薄层粘土厚度为6123919m平均2070m其泥质含量较高地下水补给条件较差一般富水性弱但直接覆盖于煤系地层之上是矿坑充水主要补给水源3基岩含隔水层段1二叠纪煤系含隔水层段二叠纪煤系由砂岩泥岩粉砂岩和煤层等组成并以泥岩粉砂岩为主总体富水性弱以储存量为主根据可采煤层的赋存位置可将其大致分为3煤上隔水层段3煤上下砂岩K3砂岩含水层段4煤上下隔水层段78煤上下砂岩裂隙含水层段8煤下隔水层段10煤上下砂岩裂隙含水层段和10煤下至太灰间隔水层段然而由于煤系砂岩发育不均其间又有泥岩等隔水层存在因而正常情况下煤系砂岩裂隙含水层段之间无密切的水力联系2石炭系太灰岩溶裂隙含水层段石炭系太原组由石灰岩泥岩粉砂岩及薄煤层组成其中含灰岩1012层平均厚度约75m浅部的14灰岩溶裂隙发育水动力条件好富水性强该组上距102煤层一般在32006738m之间平均为4720m10煤与该组之间岩性较为致密裂隙不发育隔水性能较好根据安徽省濉溪县五沟煤矿勘探地质报告提供的资料正常情况下在-440m水平以浅开采102煤层一般不会发生底鼓或灰岩突水事故但是若为断层切割太灰水则有可能沿导水断层或受采动影响而活化的断层上突对矿井构成巨大威胁因此在井下开采时必须尽可能避开上述地段并采取积极的探水和降压等措施谨防突水灾害的发生3奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层段区域资料表明奥陶系灰岩总厚度在500m左右主要由浅褐色肉红色致密块状性硬隐晶质厚层状白云质灰岩组成一般浅部岩溶裂隙发育富水性强导水性好但因其远离主要可采煤层正常情况下对煤层开采影响较小4断层破碎带本井田内断层破碎带主要由泥岩和粉砂岩组成砂岩碎屑少量充填物多为泥质钻探过程中未见漏水抽水也无水说明破碎带富水性较弱导水性差但是由于本井田内部分断层落差较大往往导致太灰与煤层间距缩小或彼此对接或者受采动影响而导致断层活化则很可能引发重大突水事故直接威胁矿井开采的安全综上所述本井田新生界四含孔隙含水层组二叠纪煤系砂岩裂隙含水层段和石炭系太灰岩溶裂隙含水层段对井下开采影响较大但是如果在可采煤层的浅部必要地段留设适当高度的防水煤柱四含水一般不致于溃入矿坑而对井下开采构成大的威胁这样二叠纪煤系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为矿井开采的主要充水因素因此本井田的水文地质条件属以裂隙充水为主的中等类型矿井水文地质特征见表1-25矿井涌水量本矿井开采水平为-430m采用安徽省濉溪县五沟煤矿勘探地质报告所提供的-500m水平涌水量的预计结果矿井正常涌水量为387m3h最大涌水量为473m3h太灰可能突水量为629m3h考虑到井筒淋滴水防火灌浆用水和井下洒水矿井的正常涌水量和最大涌水量分别取414m3h和500m3h表1-2 矿井水文地质特征地 层含隔水层段最小最大平均m主要水文地质特征水位标高 m 单位涌水量 Lsm 渗透系数 md 矿化度 gL 水质类型界系统组新生界一含640720131220以粉砂和粘土质砂细砂为主夹薄层粘土砂质粘土受大气降水和地表水补给富水性较强241204823090535HCO3CaNa或HCO3NaHCO3NaMg一隔46024601220以砂质粘土粘土为主分布较稳定夹03层砂或粘土质砂组成大部分地段隔水性较好二含3002530104主要由细砂粉砂为主次为云母砂层在本矿南部不太发育分布不稳定厚度变化大且薄二要由粘土砂质粘土夹12层薄砂层组成粘土结构致密塑性较强分布较稳定大部分地段隔水性较好三含223065063830主要由中砂细砂粉砂和粘土质砂夹粘土或砂质粘土组成砂层厚度变化大含水性不均一富水性中等0546027116185三隔366077776150主要由粘土和砂质粘土夹砂层粘土质砂组成粘土以厚层状为主可塑性好膨胀性强分布稳定隔水性好四含61239192070主要由砾石砂砾粘土砾石粗砂中砂及粘土质砂等组成夹有薄层粘土夹砾石粘土砂质粘土钙质粘土等砂层厚度较大分布较稳定一般富水性较弱1724201350435720982SO4 HCO3Na古生界二叠系上下统上石盒子组山西组砂岩裂隙含水层段岩性由砂岩泥岩粉砂岩煤层等组成并以泥岩粉砂岩为主分布较稳定裂隙发育不均地下水以储存量为主富水性极不均一是煤层开采的直接充水含水层-3221-316360007045000850187700382111550327或HCO3KNa石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层段75共含灰岩1012层灰岩岩溶裂隙发育不均一富水性也不均一上距10煤底板正常在472m左右是其底板直接充水含水层11288005160170271698SO4Na奥陶系中下统老虎山组马家沟组灰岩岩溶裂隙含水层段区域内500多米主要由厚层状石灰岩组成岩溶裂隙较发育不均一裂隙发育则富水性强裂隙不发育则富水性弱由于距离煤层较远正常情况下对煤层的开采影响较小1099900507009910968comKNaCa13 煤层特征com 煤系本井田含煤地层为石炭系和二叠系其中二叠系的山西组和上下石盒子组为主要含煤层段com 煤层 井田内主要含煤层段总厚约970m共含10个煤层组计1827层煤可采煤层有31515271728182和102计8层煤层平均总厚1527m其中728182和102煤为主要可采煤层平均总厚1069m占可采煤层平均总厚的700总体来看本井田可采煤层以全区可采大部可采的中厚煤层为主结构简单较简单煤层的稳定性属稳较定型可采煤层主要特征见表1-3表1-3 可采煤层主要特征表煤层厚度m最小最大平均平均间距m顶 板 岩 性底 板 岩 性结构可采指数稳定性31078407219以泥岩为主以泥岩为主简 单100不稳定160510236116以泥岩为主以泥岩为主简 单71不稳定5520101064以泥岩为主以泥岩为主简 单63不稳定45710123059以泥岩为主以泥岩为主较简单52不稳定5720462180以泥岩为主其次为粉砂岩局部有细砂岩分布以泥岩为主其次是粉砂岩个别孔为细砂岩较简单86较稳定1581081488250以泥岩为主其次为粉沙岩少数为细砂岩以泥岩为主其次为粉砂岩较简单95较稳定7820443253以粉砂岩为主其次为泥岩少数为砂岩或砂泥岩互层以泥岩为主少数为粉砂岩细砂岩较简单94较稳定801020541251386以粉砂岩为主其次是中砂岩细砂岩和泥岩底板以粉砂岩为主其次为泥岩和砂质泥岩及砂岩简单99较稳定com 煤质 本井田各煤层属低中灰中灰特低低中硫特低低磷和中高高热值的肥煤焦煤13焦煤以及少量气煤其中洗精煤是良好的炼焦配煤中尾煤可作发电厂动力用煤沉矸可用于制砖等原煤可用于动力发电和民用等可采煤层主要煤质特征见表1-4主采煤层底板等高线图见图1-2图1-3图1-4图1-5图1-6com 可采煤层顶底板岩石力学特征 本井田可采煤层顶底板多为泥岩和粉砂岩砂岩少量其中砂岩坚硬致密顶底板较容易管理与维护泥岩属于软岩类粉砂岩性脆易碎维护困难井田内可采煤层顶底板相同岩石的物理力学性质差异不大岩石力学强度一般为砂岩高于粉砂岩粉砂岩又高于泥岩而在断裂构造附近或风氧化带内任一种岩石的力学强度则均有明显降低本矿井工程地质条件属中等com 冲击地压本矿井无冲击地压煤层邻近矿井也未见冲击地压煤层com 瓦斯本井田采集的瓦斯煤样深度介于2782069115m之间瓦斯成分及瓦斯含量的两极值分别为2849945和0001385cm3gr根据安徽省濉溪县五沟煤矿勘探地质报告所提交的瓦斯资料预计矿井移交时瓦斯涌出量为2832m3min最大涌出量为4338m3min综合各方面因素分析本矿井西翼有煤与瓦斯突出危险的可能性本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计com 煤的自燃与煤尘爆炸 根据地质报告提供的各煤层自燃倾向性采样测定结果 31和52煤层为不自燃51煤层为不自燃不易自燃71728182和102煤层为不自燃易自燃各煤层均具有煤尘爆炸危险com 地温 本井田恒温带深度为自地表向下垂深30m恒温带温度为169地温梯度为198331hm平均274hm该矿井地温类型为基底凹陷型属正常地温背景下的地温正常区但个别点地温梯度相对较高根据计算的平均地温梯度推算本矿井的一级高温区31深度约为545m二级高温区37深度约为764m根据勘探报告所提交的资料预计开采水平-440m地温约为289基本无热害图1-2 10煤底板等高线图图1-3 71煤底板等高线图图1-4 72煤底板等高线图图1-5 81煤底板等高线图图1-6 82煤底板等高线图2 井田境界和储量21 井田境界com 井田范围 五沟井田北以五沟断层为界南西东三面均以石炭系太原组一灰露头线为界南北长约45km东西宽约1555km面积约175km2com 井田开采界限本井田含煤地层为石炭系和二叠系其中二叠系的山西组和上下石盒子组为主要含煤层段井田内主要含煤层段总厚约970m共含10个煤层组计1827层煤可采煤层有31515271728182和102计8层煤层平均总厚1527m其中728182和102煤为主要可采煤层平均总厚1069m占可采煤层平均总厚的700总体来看本井田可采煤层以全区可采大部可采的中厚煤层为主结构简单较简单煤层的稳定性属稳较定型本设计只针对10煤层开采上限以-300m防水煤柱线为界留设煤柱60m开采下限以五沟断层和-800m煤层底板等高线交面线为界五沟断层留设煤柱100m东西边界线同井田东西范围22 矿井储量计算方法com 储量计算参数及方法 参数选取本矿井设计对五沟煤矿的5个主采煤层储量进行了计算其参数选取及计算方法如下所述1每层厚度采用整个煤层厚度的平均值进行计算各煤层煤层厚度情况如下71 煤厚度介于0123m平均厚度059m72煤厚度介于0462m平均厚度180m81煤厚度介于081488m平均厚度250m82煤厚度介于0443m平均煤厚263m102煤厚度介于0541251m平均煤厚386m2煤层倾角采用整个煤层平均倾角计算为计算方便计算时五个煤层平均倾角均采用73以方格网上一方格为基本单位用方格网计算方法进行面积计算comm35为计算方便各煤层看作近似平行com原煤灰分产率不超过40各煤层均分煤类采用视密度的算术平均值2 计算方法1计算各煤层总面积2按储量 面积煤层平均厚度容重Z Shr公式计算各煤层储量及整个矿井储量com 矿井工业储量计算以10煤为计算对象用方格网计算方法累积计算得到10煤面积为10890624由下式计算工业储量 Zgj S hi r式中Z-各煤层储量 S-各煤层面积 h-各煤层平均厚度 r-煤的容重137tm310煤储量Z10 10890624386137 62880000 t7-1煤储量Z7-1 1872500t7-2煤储量Z7-2 11051400t8-1煤储量Z8-1 19555400t8-2煤储量Z8-2 20784000t由上面计算结果则整个矿井工业储量为Zg Z7-1Z7-2Z8-1Z8-2Z10 187250011051400195554002078400062880000 116143300t23 矿井可采储量com 各类保护煤柱留设原则1工业场地井筒留设保护煤柱对于较大的村庄留设保护煤柱对于零星分布的村庄不留设保护煤柱2各类保护煤柱按照垂直断面法或垂线法确定用岩层移动角确定工业场地村庄煤柱岩层移动角按照建筑物水体铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程2000中有关规定运用皖北矿区地表移动角 42 733 73-057sin 730表土层厚度为26236 28705m 设计取2740m3维护带宽度工业广场按10m村庄10m4断层保护煤柱留设原则一般按照常规留设落差小于50m每边留设30m煤柱落差大于50m而小于100m每边留设50m煤柱落差大于100m每边留设100m煤柱5工业广场占地指标根据煤矿设计规范中有关规定工业场地占地指标如下表所示表2-1 工业场地占地面积指标表类别建设规模万ta无选煤厂有选煤厂用地面积hm2建设用地指标hm2万t原煤增加用地面积hm2用地面积hm2建设用地指标hm2万t原煤大型600及以上24000407531500535002250045702950059400210005365275006930019000636025000832401700071552250094180145008150195010815013000874517501171201150096401550129中 型901000111351350150608001333011001834565014425900200小型型305501832075025021450214-15400267-9300333-6260433-com 留设安全煤柱量计算 1永久性煤柱损失量 1防水煤柱根据建筑物水体铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程2000中附录六的具体要求结合本井田新生界底部含隔水层的赋存特点本次在各煤层的浅部暂留一定高度的防水煤柱并暂时按照60m高度留设针对10煤层可得该煤层留设防水煤柱为129563kt主采的五个煤层共留设防水煤柱为307813kt实际开采中可根据具体情况结合实测岩移资料对煤柱高度进行必要的调整 2断层煤柱考虑到断层对井下可能造成的危害程度不同本次暂按最大落差大于等于100m小于100m而大于等于50m和小于50m分别在断层两侧留设100m50m和30m宽度作为断层煤柱主采五个煤层共留设煤柱量258209kt但是在实际开采过程中断层煤柱的具体尺寸必须按照取得的基本参数计算确定2设计储量查明煤炭资源储量中扣除防水煤柱断层煤柱等矿井永久性煤柱损失量后为设计储量共有566022kt 3经济储量 1保护煤柱量工业场地保护煤柱的留设按照建筑物水体铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程2000中有关规定运用皖北矿区地表移动角 42 733 73-057sin 730本设计设计矿井年生产能力90Mta按表2-1取工业广场规格为330m330m维护带宽度取10m工业广场压煤计算如图2-1所示 由图可知工广保护煤柱地面投影为梯形所以压煤量可以近似按照梯形进行计算该梯形上底长961m下底长1231m高为11886m煤层倾角近似按7计算梯形高为11886m则该梯形沿煤层倾向的实际长度近似为11886cos7 11975m以10煤层为计算对象得压煤量Q 9611231211975386137 69406kt去除与F3F13断层保护煤柱重合的煤柱Q10 69406-1300-1330 43106kt由于各主采煤层倾角近似看做相等因此煤层压煤的投影也近似于梯形且与10煤相等由此可以计算出各煤层工广压煤量为Q7-1 2736ktQ7-2 9207ktQ8-1 17605ktQ8-2 17910kt综合以上计算工业广场压煤总量为Q 90564kt图2-1 工业广场压煤计算图 2非经济储量 为提高矿井投资效益本次设计将那些虽达到可采厚度但由于地质条件等原因造成技术上开采困难经济上开采效益差的块段如孤立块段或构造复杂块段等划归非经济储量经计算全矿井共有非经济储量8751kt 3经济储量设计储量扣除保护煤柱量及非经济储量后全井田共获得经济储量496096ktcom 井田可采储量 井田可采储量是指井田经济储量扣除采区开采损失量后矿井开采损失按12计算井田能够采出的煤量全矿井共获得可采储量385072kt 需要说明的是上述385072kt可采储量中包括五沟镇压煤114466kt查明煤炭资源储量设计储量及可采储量计算结果见表2-2 表2-2 矿井查明煤炭资源储量设计储量及可采储量汇总表3 矿井工作制度设计生产能力及服务年限31 矿井工作制度 设计矿井按煤矿设计规范确定年工作日为330d每天三班工作每班工作8h其中两班生产一班检修每天净提升时间为16h32 矿井设计生产能力及服务年限com 矿井生产能力确定的原则主要有以下几个原则资源储量矿井地质储量矿井工业储量矿井设计利用储量可采储量采区回采率厚75中厚80薄90矿井地质和开采条件技术装备管理水平矿井与水平服务年限要合理com 确定生产能力考虑的主要因素本设计主要根据井田资源条件地质及开采条件企业技术装备和管理水平并充分考虑科学技术进步外部建设条件等因素依照投资少出煤快经济效益好的原则合理确定矿井建设规模一煤炭资源条件 五沟井田自19561974年先后进行了找煤临涣矿区总体普查详查等勘探工作累计施工钻孔30个2003年11月2004年8月本区进行了勘探等工作共完成钻孔70个于2004年9月编制完成安徽省濉溪县五沟煤矿勘探地质报告 本井田勘查程度高储量可靠五沟井田有可采煤层8层其中主要可采煤层4层平均可采总厚为1069m但井田面积仅175km2且由于煤层受断层切割破坏较严重埋藏较浅的区域相当部分处于风氧化带或防水煤柱中造成煤层的可采面积减少全井田查明的资源储量为1161433kt全矿井共获得可采储量385072kt其中102煤层可采储量237649kt占617二煤层赋存条件本井田为一向斜有限煤田最大埋藏深度-680m地层走向近南北在井田南翼向斜轴发生扭转向斜轴的东翼宽缓西翼较陡地层倾角一般在1020全井田共有可采煤层8层主要可采煤层4层728182102其平均厚度分别为180m250m253m386m属中厚厚煤层煤层生产能力较大但由于受构造的影响各采区走向或倾向长度较小工作面产量将受到一定制约井田划分为3个采区块段其中南二位于五沟镇之下前期考虑搬迁五沟镇矿井投资较大本井田为一向斜构造开采块段面积小煤层倾角缓中组煤和下组煤在开采顺序上存在压茬关系同一块段内中下组煤不宜同时布置工作面因而全矿井以布置12采区12工作面为宜结合淮北矿区工作面单产实际水平本矿井最大生产能力在0913Mta左右本矿井属高瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量前后期分别为1186m3t和2061m3t但井田煤层埋藏浅地压地温不高有利于提高工作面单产三外部建设条件本矿井铁路专用线北接淮北矿区青芦铁路线经此可西接青阜铁路与京九线相联东接京沪线井田内有淮北六安公路通过经此可通往宿州市淮北市和蒙城县等地交通十分方便矿区附近有淮北一二及宿东3座电厂装机总容量1700MW井田东约22km有南坪220kV区域变电所装2台120MVA主变东北约9km有杨柳220kV变电所杨柳变电所设计规模为2120MVA主变一回220kV线路与淮北电厂相联另一回以220kV线路与蒙城区域变电所相联故本矿井电源充沛可靠四新型支护技术的推广应用在巷道支护方面锚注锚梁网及锚索等新型支护形式正在淮北矿区推广使用以取代传统的砌碹及金属支架支护新型的支护技术不仅节约了支护费用提高了巷道支护质量及巷道施工速度而且可大大降低了劳动强度减少了工作面辅助作业时间为保障工作面推进度和工作面正常接替创造了条件综上所述五沟矿井的资源可靠外部建设条件优越com 矿井服务年限 本设计根据井田资源分布特点结合矿井开拓布局开采技术条件以及采场布置就本矿井生产能力提出了060Mta和090Mta主要生产环节按120Mta能力设计两个井型方案矿井储量备用系数取12可得服务年限分别为535a357a针对矿井060Mta和090Mta井型设计分析如下1本矿井4层主采煤层728182102平均厚度分别为180m250m253m386m属缓倾斜较稳定稳定中厚厚煤层开采技术条件相对简单能够保证矿井090-130Mta生产能力的工作面及采区正常交替2矿井主要开采块段多适合布置综采煤层生产能力大3井田新生界松散层厚度较大一般为2736m建井费用较高井型宜大不宜小4按090Mta规模矿井计算服务年限为357a矿井服务年限比较适中5矿井资源属国内比较短缺的优质煤种市场供应紧张宜适当加大井田开发强度6井型060Mta方案工作面回采工艺以高档普采为主限制了煤层生产能力的发挥尤其是102煤层平均厚度386m须采用分层开采这样不仅增加了回采巷道工程量和生产成本且不利于矿井安全生产7井型060Mta方案矿井通风后期也必须考虑布置2个采区的可能因此与090Mta井型相比井巷投资相当8井型090Mta主要生产环节按120Mta能力设计方案在构造相对简单煤层赋存条件较好的块段优先采用综采可尽快发挥矿井资源效益主井系统也能满足矿井增产的提升要求综上比较分析结合淮北矿区生产矿井的生产实践五沟矿井设计为090Mta井型比较合理可行为满足矿井增产的可能主要生产环节按120Mta设计因此本设计确定五沟矿井设计能力为090Mta33 井型校核根据已经确定的井型90万吨年矿井生产能力计算矿井服务年限为357年第一水平服务年限357年为发挥投资效益和保证矿井正常生产接替与稳定发展根据煤炭工业矿井设计规范矿井与第一水平的设计服务年限不应小于3-1表中数值表3-1 矿井与第一水平服务年限表矿井设计生产能力Mta矿井设计服务年限a第一水平开采设计服务年限a煤层倾角25煤层倾角25-45煤层倾角4560及以上703530-50603012-2450252020045-0935201515 五沟煤矿煤层平均倾角6左右第一水平平均倾角25矿井设计第一水平服务年限为357年完全符合煤矿工业矿井设计规范4 矿井开拓41 矿井开拓方案设计com 井田开拓方式 全面考虑各种因素特别是井田地质和水文地质条件煤层赋存和开采技术条件选择合理的开拓方式井田开拓方式应根据矿井的地形地貌条件井田地质条件煤层赋存条件开采技术条件装备条件地面外部条件设计生产能力等因素经过方案比较后确定 当煤层赋存条件和地形条件适宜时宜采用平硐开拓方式煤层赋存较浅表土层不厚水文地质条件简单或表土层虽较厚属于干旱贫水区且井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜倾斜煤层宜采用斜井开拓方式煤层赋存较深表土层较厚水文地质条件复杂井筒需要特殊法施工或多水平开采的急倾斜煤层宜采用立井开拓方式井田面积大资源储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井条件适宜时可以采用集中出煤分区开拓和分区通风的开拓方式在解决井田开拓问题时应遵循以下原则 1 贯彻有关煤炭工业的技术政策为多出煤早出煤出好煤投资少成本低效率高创造条件2合理集中开拓部署简化生产系统避免生产分散为集中生产创造条件3合理开发国家资源减少煤炭损失4必须贯彻有关煤炭安全生产的有关规定5要适应当前国家的技术水平和设备供应情况并为采用新技术新工艺发展采煤机械化自动化创造条件6根据用户需要应照顾到不同煤质煤种的煤层分别开采以